JP5185947B2

JP5185947B2 - Ｌｅｄソケットおよび取換可能な組立品

Info

Publication number: JP5185947B2
Application number: JP2009539410A
Authority: JP
Inventors: エドワードヒグリーロバート; ハフィツィファラマルツ
Original assignee: Cree Inc
Current assignee: Wolfspeed Inc
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2027-11-15
Also published as: KR20090096485A; US20080130275A1; CN101548436A; JP2010512008A; US7744266B2; WO2008070421A2; EP2087555A4; KR101410950B1; TW200839146A; EP2087555A2; EP2087555B1; WO2008070421A3; US7549786B2; US20090207609A1; CN101548436B; TWI477711B

Description

本発明は一般にＬＥＤを実装するための改良方法および装置に関し、特に、ＬＥＤが解放可能に実装され、容易に取り換えできる改良されたＬＥＤソケット、および該ソケットを用いるＬＥＤ組立品に関する。

多くの一般的な実装方法において、ＬＥＤは実装組立品に実装され、あるいはリフロー表面実装技術を用いてプリント回路基板にその後半田付けされる実装品に実装される。そのような方法において、不具合のある、または点灯しないＬＥＤを取り除き、そして、取り換えるため、または１つのＬＥＤを別のものに取り換えるためには、所定の位置で元のＬＥＤ実装品を保持している半田を融点に熱し、そしてその後に元のＬＥＤ実装品を取り除き、基板を清掃し、そしてその後にその所定の位置に交換用ＬＥＤを再度半田付けする必要がある。あるいは、全てが新しい交換用基板を利用して、ＬＥＤを完全に取り換えるステップを避けるようにしてもよい。これらの方法は両方とも、取り換えやすさ、コスト等の点で欠点を有する。

別の方法では、ＬＥＤが標準白熱電球用のソケットに適合するねじ切られたスリーブに実装される。そのような方法は、平均的な消費者にとって直感的にわかりやすいという意味で取り換え易いという利点があるけれども、小さいサイズのＬＥＤ光源を利用する照明器具の最適設計を妨げる場合がある相対的にかさばった形態を採らざるを得ない。また、相対的に高コストである。

加えて、複数のＬＥＤを用いるＬＥＤベースの器具が開発されていて、より一般的なものになってきている。該器具は、一般的に、個々のＬＥＤを取り換えるために十分に簡単で、かつ費用効果のある機構を有さない。

そのような応用製品およびその他のものにおいて、本発明者は、個々のＬＥＤが容易に器具内で取り換えられる改良された実装方法を提供することが望ましいと認識している。例えば、故障により、あるいは器具の輝度、色等を所望に変化させるためにＬＥＤを取り換えることが望まれるであろう。

以下により詳細に記載されているように、本発明者はまた、応用製品およびコンテキストの広い変化において熱および半田、または改良された白熱電球のねじ山がつけられたコネクタのような人為的器具のパッケージ方法を利用することなく容易にＬＥＤを取り換えできる改良された実装方法が極めて望まれると認識している。

１つの態様によれば、本発明は、パッケージの中のＬＥＤチップと、ランプ電力接点をＬＥＤランプに接触させるためおよびＬＥＤチップに電力を供給するための電力接点ソケットと、動作中に該ランプ電力接点に電気的接触するように該電力接点ソケットを維持するため、およびＬＥＤランプを取り換えることが望まれるときにＬＥＤランプを容易に取り除き、そして取り換えることを可能にするための機構と、を備えるＬＥＤランプを解放可能に実装するためのソケットについて取り扱う。
この発明の一態様のソケットは、
レンズと、電力接触部を有する実装基板に実装された少なくとも１つのＬＥＤチップとを有するパッケージＬＥＤランプを解放可能に実装するためのソケットであって、
前記ＬＥＤランプの前記実装基板上の電力接触部と接触するため、および前記ＬＥＤチップに電力を供給するためのソケット電力接触部と、
動作中に前記実装基板上の前記電力接触部と電気的に接触するように前記ソケット電力接触部を保持し、前記ＬＥＤランプを取り換えるのが望ましいときに前記ＬＥＤランプが手で容易に取り除かれ、かつ取り換えられるようにする機構と
を備え、
前記機構は、指の力で押下されて前記ＬＥＤランプを取り換えることができるバネ付勢されたトレーを備え、
前記バネ付勢されたトレーは、押下されないとき、バネの力を与えて、前記トレーの中のＬＥＤランプの前記実装基板上の前記電力接触部に対して前記ソケット電力接触部を付勢することを特徴とする。

別の態様によれば、本発明は、プリント回路基板と、プリント回路基板に物理的に実装されて電気的に接続される複数のＬＥＤランプソケットと、を備えるＬＥＤ光モジュールについて取り扱い、このＬＥＤランプソケットは、熱、半田、または通常の手による加圧以上の物理的な力を必要とせずにＬＥＤランプソケットの中にＬＥＤランプを容易に挿入し、また取り除くための解放可能な機構を提供する。
この発明の一態様のＬＥＤ光モジュールは、
プリント回路基板と、
前記プリント回路基板上に物理的に実装され、かつ、電気的に接続された複数のＬＥＤランプと、
を備えるＬＥＤ光モジュールであって、
前記各ＬＥＤランプは、レンズと、実装基板に実装された少なくとも１つのＬＥＤチップとを有し、
前記各ＬＥＤランプは、電気的に接触するための電力接触部を有し、
バネ付勢機構が、前記ＬＥＤランプを受け入れるためのソケットに設けられたトレーに対して前記ＬＥＤランプの電力接触部を付勢するために設けられ、
前記トレーは、前記ＬＥＤランプを取り換えることができるように指の力で押下可能であり、押下されないとき、バネの力を与えて、前記ソケットの電力接触部を前記ＬＥＤランプの電力接触部に対して付勢して、前記ＬＥＤランプへ電力を供給することを特徴とする。

別の態様によれば、本発明は、電力をオンおよびオフさせる電力スイッチと、容易に解放できるＬＥＤランプソケットと、ＬＥＤランプと、筐体と、を備える取り換え可能なＬＥＤランプを有する個人携帯用ＬＥＤライトについて取り扱う。
この発明の一態様の個人携帯用ＬＥＤライトは、
取り換え可能なＬＥＤランプを有する個人携帯用ＬＥＤライトであって、
電力をオンおよびオフするための電力スイッチと、
容易に解放可能なＬＥＤランプソケットと、
実装基板に実装されたＬＥＤチップを有するＬＥＤランプと、
前記電力スイッチおよび前記ＬＥＤランプソケットが実装された筐体と
を備え、
前記容易に解放可能なＬＥＤランプソケットは、
前記ＬＥＤランプ上のランプ電力接触部と接触するため、および前記ＬＥＤチップに電力を供給するためのソケット電力接触部と、
指の力で押下されて前記ＬＥＤランプを取り換えることができ、押下されないとき、バネの力を与えて、動作中に前記ランプ電力接触部と電気的に接触するように前記ソケット電力接触部を付勢するバネ付勢トレー機構と、
を備えることを特徴とする。

より完全な本発明の理解および更なる特徴と利点は、以下の発明を実施するための形態、および添付の図面により明確になるであろう。

プリント回路基板上に適切に実装される従来のＬＥＤランプの上部斜視図である。プリント回路基板上に適切に実装される従来のＬＥＤランプの上部平面図である。プリント回路基板上に適切に実装される従来のＬＥＤランプの下部平面図である。図１Ａ乃至１Ｃに示すうちの１つのようなＬＥＤランプを容易に挿入して取り除くためのソケットの第１の実施形態の斜視図である。ソケットの所定位置にＬＥＤがない場合の上部平面図である。図１Ａ乃至１Ｃに示すうちの１つのようなＬＥＤを所定位置に備えるソケットの側面図である。ソケットの底の実装面を示す図である。本発明に係るソケットを用いるバッテリー駆動携帯用ライトまたはフラッシュライトを示す図である。本発明の第２の実施形態に係る別のバネ配置を用いるソケットの側面図である。本発明の第２の実施形態に係る別のバネのさらに詳細な図である。本発明の第３の実施形態に係る底面接触配置を用いるソケットの側面図である。本発明の第３の実施形態に係るソケットに接触するバネのさらに詳細な図である。本発明の第４の実施形態に係るソケットの正面図である。本発明の第４の実施形態に係るソケットの側面図である。本発明の第４の実施形態に係るソケットの側面図である。本発明の第５の実施形態に係るクランプ配置およびロック配置を採用するソケットの正面図である。本発明の第５の実施形態に係るクランプ配置およびロック配置を採用するソケットの側面図である。本発明の第６の実施形態に係る複数のチップＬＥＤ用のソケットの上部平面図である。本発明の第６の実施形態に係る複数のチップＬＥＤ用のソケットの側面図である。本発明の第７の実施形態に係る複数のチップＬＥＤ用ソケットの上部平面図である。本発明の第７の実施形態に係る複数のチップＬＥＤ用ソケットの側面図である。本発明の第８の実施形態に係る複数のチップＬＥＤ用ソケットの側面図である。本発明の第８の実施形態に係る複数のチップＬＥＤ用ソケットの上部平面図である。本発明の第８の実施形態に係る複数のチップＬＥＤ用ソケットの側面図である。本発明に係る多数のＬＥＤおよび複数のソケットを備える第１の例のＬＥＤに基づく光器具を示す図である。本発明に係る多数のＬＥＤおよび複数のソケットを備える第２の例のＬＥＤに基づく光器具を示す図である。さらに別の例示の実施形態を示す図である。さらに別の例示の実施形態を示す図である。さらに別の例示の実施形態であり、プリント回路基板上に適切に実装される第２の従来のＬＥＤランプの上部平面図である。さらに別の例示の実施形態であり、プリント回路基板上に適切に実装される第２の従来のＬＥＤランプの側面図である。適切な位置にＬＥＤランプを備えない図１４Ａおよび図１４Ｂに示すＬＥＤランプを容易に挿入し、かつ取り除くためのソケットの上部平面図である。適切な位置にＬＥＤランプを備えるソケットの側面図である。図１４Ａおよび図１４Ｂに示すようなＬＥＤランプと共に用いるクランプおよびロック配置を採用するソケットの別の実施形態の正面図である。図１４Ａおよび図１４Ｂに示すようなＬＥＤランプと共に用いるクランプおよびロック配置を採用するソケットの別の実施形態の側面図である。本発明の更なる実施形態に係るクランプソケットの詳細を示す図である。本発明の更なる実施形態に係るクランプソケットの詳細を示す図である。

ＬＥＤは、広く様々な照明器具に採用されており、そのような照明用製品においては、１つのＬＥＤを他のものと取り換えできることが好ましい。一例として、ＬＥＤフラッシュライトのようなバッテリー駆動の個人用および携帯用ライトは、例えば、元のＬＥＤをより明るい取換ＬＥＤ、および異なる色のＬＥＤと取り換えること、または、もし、元のＬＥＤが損傷を受け、または点灯しないならば、新しいものと取り換えることが望ましいであろう。同様に、鉱山作業者、歯科医、宝石職人、外科医等によって用いられるヘッドランプにおいて、同様に交換できることが望ましいであろう。さらに、複数のＬＥＤを用いるＬＥＤベースの照明器具または照明組立品において、本発明に係るＬＥＤソケットは、個々のＬＥＤもしくは複数のチップＬＥＤが不具合、または該器具の輝度もしくは色を所望に変更すること等により容易に取り換えられるように有利に用いることができる。これらの例は、単に例示であり、本発明の教示は、１つのＬＥＤもしくは複数のチップＬＥＤを容易に取り除き、ＬＥＤを別のＬＥＤに取り換えることが望まれるような幅広い様々な応用や状況において採用されることが理解されよう。

図１Ａ、１Ｂおよび1Ｃは、クリー社製のＬＥＤ製品であるＸＬａｍｐ（登録商標）７０９０ＸＲ−Ｅシリーズに用いられているような標準ＬＥＤのパッケージ配置を示す。図１Ａに示すように、パッケージＬＥＤランプ１００は、レンズ１０２と、反射体１０４と、実装基板１０６と、を備える。この配置１００はまた、ＬＥＤ、ＬＥＤランプ、またはランプと呼ばれる。図１Ｂに見られるように、ＬＥＤチップ１０８は、ＦＲ４（flame resistant 4）のような適切なプリント回路基板とすることができる基板１０６上で、ボンドワイヤ１１０、１１２によりそれぞれ電気接触ストライプ１１４、１１６に電気的に接続される。電力が接触部１１４、１１６を介して供給されるとき、チップ１０８は光を放射する。チップ１０８は、水平型の配置をもつチップに対して２つの上側接触部を有するものとして示されている。しかし、別のＬＥＤチップおよびチップ実装方法では、当業者には理解されうるように、ＬＥＤが水平配向性もしくは垂直配向性を有し、またはフリップチップ実装することが可能であり、そして本発明に係るソケットを対応するように採用することができる。反射体１０４は、放射する光を上方に向かう方向にするのに役立ち、レンズ１０２は放射された光を集中させる。チップ１０８は、熱結合ペーストで基板１０６の上面１１８上に熱実装される。図１Ｃは、基板１１０の底面１２０、および電気接触部１１４、１１６を示し、あわせてＬＥＤ製品のＸＬａｍｐ（登録商標）７０９０ＸＲ−Ｅシリーズの代表的な外形寸法を示す。９．０ミリメートルは１センチメートルよりもわずかに小さく、１インチの約１／３であることが理解されよう。結果的に、ＸＬａｍｐ（登録商標）のＬＥＤ製品および他の同様の製品は、一般的な白熱電球に比べて小さい形態をもたらすことが理解される。

図２Ａ乃至２Ｄは、本発明に係るソケット２００の一実施例を示す。ソケット２００において、トレー２０２は、４つの点接触部２０６の真下のバネ２０４により支持される。ランプ１００のようなＬＥＤランプがトレー２０２の上部に挿入されるとき、バネ２０４はソケット点接触部２０６に対してランプ接触部１０８、１１０を付勢する。ソケット２００は、図１Ａ乃至１Ｃのランプ１００などのＬＥＤ実装方法、実装、またはＬＥＤランプとともに使用されるように設計される。一例として、もし基板１０６が図１Ｃに示される９ミリメートル×７ミリメートルの外寸法を有するのならば、そのときトレー２０２は、所定の位置でランプ１００を望ましく維持する９ミリメートル×７ミリメートルよりもわずかに大きい内寸法を有することができる。しかし、トレーまたは支持部２０２は、本実施形態に係るＬＥＤランプ１００よりも小さい寸法を有することができる。例えば、ＬＥＤランプの底面よりも小さな平面圧力板を適切に用いることができる。小さなまたは大きなトレーは、異なる寸法のＬＥＤランプに対して容易に設計できることが理解されよう。加えて、トレー挿入部は小さなＬＥＤランプを受けるようにすることができて、そのようなランプはソケット２００に容易に用いることができる。熱ペーストは、ランプ（例えば、ランプ１００）の底面（例えば、底面１２０）と、トレー２０２の上面との間で十分な熱接触を確保するようにして用いられる。図２Ｂのソケット２００の上面図に見られるように、ランプ１００により発生される熱の熱散逸を与えるために、トレー２０２の上面は、ＦＲ４ボード上で適切に銅とすることができる。代わりに、アルミニウムまたはある他の熱散逸材料が用いられるようにしてもよく、または、トレー２００を通りおよび／またはトレー２００上の経路またはビア等の熱散逸の要素を有する他の何らかの材料が用いられてもよい。

図２Ｃは、所定の場所にランプ１００を備えたソケット２００を示し、図２Ｄは、ソケット２００の底面２１５の詳細を示す。図２Ｄに見られるように、底面２２０は、好ましくは対応する接触部ストライプ２１４、２１６により、ＬＥＤランプ１００の底面と好適に一致し、その結果、ランプ１００を備えるソケット２００は、製品内で単体のランプ１００に対して直接の製造取換品とすることができ、ここで道具の利用、または熱などの適用なしに、手でランプ１００を容易に取り換えできる。そのような実施形態において、所定の場所にランプ１００を備えるソケット２００は、紙テープのリールの中に大量に供給することができる。図２Ｄにおけるソケット２００は、ＬＥＤランプ１００の底面１２０と一致する底面２２０を有するものとして示されているので、他の底の実装面が、要望どおりに他の製品やコンテキストに対して適切に採用することができることが理解されるであろう。

さらに図２Ｃに見られるように、ソケット２００は、点接触部２０６の外部表面上に任意の非導電性膜２２２をさらに含むことができる。このコーティングは、環１０４がアルミのような導電性材料の場合、または接触部をショートさせるようなその他の構成部品もしくはアイテムにソケット２００の外部が非常に近接している場合に望まれるであろう。また、支持またはトレー２０２は、凸部２２４ａまたは凹部２２４ｂなどの凸部および／または凹部を任意に含むことができ、それによりランプ１００上の一致する凸部および／または凹部と統合して、所定の場所にランプ１００を位置合わせし、または保持するのに役立つ。凸部および／または凹部は、統合させることができ、または位置合わせ、およびランプ１００に電力供給するための電気的接触を位置合わせし、かつ保持するのに役立つようにランプ１００上およびソケット２００上で接触構造の一部とすることができる。

ランプ１００のような第１のＬＥＤを、同等の寸法の第２のものと容易に取り換える方法についての例示として、ユーザーは自分の指を使ってトレー２０２を押し、ＬＥＤを滑らすことにより第１のＬＥＤを取り除き、そして第２のＬＥＤをその場所に滑り込ませることができる。指を移動させた後に、バネ２０４は、点接触部２０６と十分に電気的接続が取れるように第２のランプの接触部を付勢するように働く。ソケット２００のトレー２０２は、ＬＥＤランプの内および外に滑らせるのを容易にする開放前面部と供に示されているが、ＬＥＤ実装品が使用中に前に滑らないことを確実にしたい場合、前面部を製品に加えることができることを理解するであろう。

図３は、図２のソケット２００のようなソケット、または図４乃至１０それぞれのソケット４００、５００、６００、７００、８００、９００、または１０００のいずれかを用いるバッテリー駆動携帯用パーソナルライトまたは懐中電灯３００を示す。懐中電灯３００は、オン・オフスイッチ３０２と、バネ３０４と、バッテリー３０６と、駆動部３０８と、ソケット３１０と、ＬＥＤランプ３１２と、第二の光学要素３１４と、を備える。ねじ込み環３１６は、懐中電灯３００の本体部３２０のスリーブ上のねじ込み３１８の上で回転して取り外すことができ、その後、ＬＥＤランプ３１２およびソケット３１０に対して接近させる既知の方法で逆回転して取り換えることができて、その結果、ＬＥＤ３１２が容易に取り換えられる。

図４Ａおよび図４Ｂは、本発明に係るソケット４００の詳細を示す。図４Ａの側面図に見られるように図１のランプ１００のようなＬＥＤランプは、ソケット４００の中に挿入される。点接触部４０６は、ランプ１００の接触部１１４、１１６（図４には不図示）と接触する。図４Ａの実施形態は、接触部１１４、１１６に対して接触部４０６を付勢する機構として別のバネクリップ４０４が図２Ａ−２Ｄのバネ２０４と替わっていること以外、図２Ａ−２Ｄに示すものと同様である。ソケット４００において、バネクリップ４０４は、ソケット４００の向かい合う側に配置される。バネクリップ４０４は、ソケット４００の接触部４０６を付勢して、ＬＥＤ１００の接触部１１４、１１６と十分に電気的接触をする。

図５Ａおよび図５Ｂは、本発明のさらなる実施形態に係るソケット５００の詳細を示す。図５Ａの側面図にみられるように、ソケット５００のソケットトレー５０２の所定の場所に示されるＬＥＤ１００の底表面１２０上の接触部１１４、１１６のような接触部と接触するようにして底面接触配置が用いられる。図５Ａおよび図５Ｂに見られるように、クリップバネ５０４は、図５Ｂに見られる上面５０８上の点接触部５０６を有する。バネ５０４は、ソケット５００のリブ５１０の下面に対してＬＥＤランプ１００の上部表面を付勢し、そして接触部５０６はランプ１００の底接触部１１４、１１６と電気的に接触する。バネ５０４は、二つの側面５０４ａおよび５０４ｂを有し、これらは互いに電気的に絶縁され、そしてソケット５００の底５２０における接触部５１２ａおよび５１２ｂを通って電気的に接触する。接触部５１２ａおよび５１２ｂは、互いに電気的に絶縁され、また、絶縁体ストライプ５１４ａおよび５１４ｂにより導電性パッド５１６から電気的に絶縁されている。

図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃは、本発明のさらなる態様に係るソケット６００の態様を示す。図６Ａは、所定の場所に実装される図１のＬＥＤ１００のようなＬＥＤを備えるソケット６００の正面図を示す。図６ＢはＬＥＤがないソケット６００の側面図を示し、図６Ｃは所定の場所にＬＥＤ１００が備わっている側面図を示す。図５Ａおよび図５Ｂのように、図６Ａ−６Ｃは底面接触配置を示す。しかし、図６Ａに見られるように、２つのバネクリップ６０４ａおよび６０４ｂ（まとめて６０４）はＬＥＤランプ１００を下方に付勢して、ランプ底面接触部１１４、１１６は、ソケット接触部６０６に対して付勢される。図６Ａに見られる隆起面６０８、および図６Ｂに見られる背部停止面６１０は、所定の場所でＬＥＤランプ１００を保持するトレーの輪郭を示す。本発明のある実施形態において、クリップ６０４のような保持機構は、そのランプに接触するソケット接触部として作用する。例えば、本実施形態は、クリップ６０４がランプ１００の上部接触部と接触し、そして電気的な接触を与える二重の役割を果たすようにして、容易に修正することができる。

図７Ａおよび７Ｂは、本発明のさらなる実施形態に係るクランプソケット７００の詳細を示す。図７Ａは正面図を示し、図７Ｂはソケット７００の上面図を示す。図６Ａ−６Ｃのように、底面ＬＥＤ接触部１１４、１１６がソケット接触部７０６に対して付勢される底面接触配置が図７Ａおよび図７Ｂに示される。図７Ａおよび図７Ｂにおいて、ヒンジアーム７１２ａおよび７１２ｂ（まとめて７１２）はヒンジ７１４の周りを回転して、そしてロックアーム７１６は所定の場所でアームを保持してソケット接触部７０６に対してＬＥＤランプ１００を固定する役目をする。指を使うことにより、ユーザーは容易にこのロック機構を外すことができ、そして所望の通りアームを開放して、ランプ１００を取り換えることができる。

図８Ａおよび図８Ｂは、４つの白色チップ、または赤、緑、青、白のチップを有するランプ１５０のような複数のＬＥＤチップを有するＬＥＤランプと共に図２のソケット２００を適応したソケット８００の詳細を示す。４つのチップの実施形態が例として示されているが、本発明は、様々な所望の単一または複数のチップＬＥＤに適応できることが理解されるであろう。

図８Ａはソケット８００の上面図を示し、ここで、ＦＲ４基板上でトレー８０２の上部表面を銅にして、ランプ１５０の複数のチップにより発生した熱の熱散逸をもたらすことができる。図８Ａに見られるように、ＬＥＤランプ１５０の複数のチップにより、該ランプは、各チップに対して一組を備えるように、それぞれ電気絶縁部１１４_1-4、１１６_1-4の４つの組を有する。その結果、ソケット８００は、ＬＥＤランプ１５０の接触部の対応する組に一致させて接触するように配置される４組の電気的絶縁部８０６₁、８０６₂、８０６₃、および８０６₄（まとめて８０６）を有する。そのようなものとして、複数のＬＥＤランプ１５０の異なるＬＥＤチップは、個々にあるいは選択的に動作し、またはアドレス可能になる。

ソケット８００において、トレー８０２はバネ８０４により支持される。図８Ｂに見られるように、ＬＥＤランプ１５０のようなＬＥＤがトレー８０２に挿入されたときに、接触部１１４_1-4、１１６_1-4は、ソケット８００の対応する電気接触部８０６に対して付勢される。

図９Ａおよび図９Ｂは、ランプ１５０のような複数のチップＬＥＤランプを用いる図４のソケット４００の応用であるソケット９００の詳細を示す。図９Ａは、ランプ支持トレー９０２の上部表面がＦＲ４基板上で銅とすることが適切であるソケット９００の上面図を示す。再び、ＬＥＤランプ１５０の複数のチップにより、それぞれ１組に各チップを備える４組の電気接触部１１４_1-4、１１６_1-4が存在する。ソケット９００は、ＬＥＤランプ１５０の接触部の対応する組に一致させて接触するように配置される４組の電気的絶縁部９０６₁、９０６₂、９０６₃、および９０６₄（まとめて９０６）を有する。ソケット９００において、トレー９０２はバネ９０４により支持される。図９Ｂに見られるように、ＬＥＤランプ１５０などのＬＥＤがトレー９０２に挿入されたときに、その接触部１１４_1-4、１１６_1-4は、対応する電気接触部９０６に対して付勢される。

図１０Ａ−１０Ｃは、図６Ａ−６Ｃのソケット６００の応用であるソケット１０００の詳細を示す。図１０Ａは、クリップバネ１００４ａおよび１００４ｂ（まとめて１０００４）により所定の場所で留められるＬＥＤランプ１５０を備えるソケット１０００の正面図を示す。図１０Ｂは所定の場所にＬＥＤ１５０がないソケット１０００の上面図を示し、ここで、ランプ１５０の４組の電気的点接触部１００６_1-4（まとめて１００６）それぞれが示される。図１０Ｃは、ソケット１０００の側面図を示す。ＬＥＤ１５０が所定の場所にあるときに、側面クリップバネ１００４は、図１０Ａに示される点接触部１００６に対して底面接触部を付勢する。

図１１は、複数のソケット１１００₁、１１００₂、１１００₃（まとめて１１００）に複数のＬＥＤランプ１００₁、１００₂、１００₃（まとめて１００）を備える第１のＬＥＤベースの光器具または光組立品１１５０を示す。複数のソケットは、織物繊維ガラスで強固にされたエポキシ樹脂に熱をかけてＦＲ４基板、またはＭＣＰＣＢ（metal core printed circuit board）のような回路基板１１５２上に物理的に実装されて、電気的に接続される。適当なＭＣＰＣＢは、アルミニウム、銅、または現在最も一般的であるアルミニウムを備えるその他の十分な熱導電体から形成されてもよい。よく知られているような方法で電力がソケット１１００₁、１１００₂、１１００₃に供給されて、そしてプリント回路基板、ソケット、ＬＥＤの組み合わせは、ＬＥＤ光モジュールを形成する。このモジュールにおいて、本明細書で教示されるような解放可能にＬＥＤを実装する能力は、ＬＥＤを他の光源と取り換えるので製品の主力となることに有益であると期待されるＬＥＤを費用対効果があるように取り換えて変更する改良された能力を提供する。図示のソケット１１００は図６Ａ−６Ｃに詳細に示される型に類似しているが、図２Ａ−２Ｄ、４Ａおよび４Ｂ、５Ａおよび５Ｂ、または７Ａおよび７Ｂのソケット２００、４００、５００、または７００と同様のソケットがＬＥＤランプ１００に適切に用いられて、ソケット８００、９００、または１０００のようなソケットはランプ１５０のような複数のＬＥＤランプとともに適切に用いられることが理解されよう。さらなる多様性は、容易にＬＥＤランプを交換または取り換えできる融通性を備えたＬＥＤベースの光器具を提供する本明細書の教示に基づいて、容易に改良することができる。

図１２は、複数のＬＥＤランプに関する第２のＬＥＤベースの光器具または光組立品１２５０を示す。単一のＬＥＤランプ１００が示されて、どのようにＬＥＤランプが容易に所定の場所に滑り込まれて、あるいはボード１２５２上の複数のソケット１２００₁、１２００₂、１２００₃から取り除かれる方法を示す。

図１３Ａはさらなるソケット１３００を示し、ここで、改良ＬＥＤランプ１７０の基板１７２の終端部分は、ソケット１３００の凹部１３１２、１３１４の中に滑り込まれている。その他に、ソケット１３００および／または基板１７２の側壁における凸部が、基板１７２および／または溝を含むように改良された基板１７２に、基板１７２および／またはソケット１３００の端を一致させる溝に滑り込まれてもよい。図１３Ａにさらに見られるように、基板１７２の底１７２は、ソケット１３００の接触部１３０６上に滑り込ませる溝を有する。

図１３Ｂは、接触部１３５６がＬＥＤランプの基板の終端部分（不図示）を受ける凹部または溝１３６２、１３６４の不可欠な部分として形成されるさらなるソケット１３５０を示す。

図１４Ａおよび１４Ｂは、ソケット１４００を示す。ソケット１４００は、図７Ａおよび図７Ｂのソケット７００の応用であり、２つのアーム７１２ａおよび７１２ｂを採用するよりもむしろ、ヒンジ化窓フレーム部材１４１２がヒンジ１４０４の周りを回転し、そして解放可能ロック機構７１６で解放可能にロックする。

図１５Ａおよび１５Ｂは、リードフレームＬＥＤランプと称される第２の標準ＬＥＤパッケージ配置を示す。図１５Ａおよび図１５Ｂに見られるように、パッケージＬＥＤランプ１５００は、レンズ１５１０と、反射体パッケージ１５１４と、電気リード１５１９および１５２０に接続される（接続は不図示）光通信チップ１５１８と、を備える。図１５Ｂに見られるように、電気リード１５１９、１５２０は、互いに関してオフセットになる。

図１６Ａおよび１６Ｂは、本発明のさらなる実施形態に係るソケット１６００を示す。ソケット１６００は、ランプ１５００と連動して用いるには最適である。ソケット１６００において、トレー１６０２は、それぞれリード１５１９、１５２０に一致するように配置される２つの接触部１６０６の真下のバネ１６０４により支持される。ランプ１５００のようなＬＥＤランプがトレー１６０２の上部に挿入されるとき、バネ１６０４はソケット接触部１６０６に対してランプリード１５１９、１５２０を付勢する。ソケット１６００上にある接触部は、ランプ１５００上のリードの位置に対応する位置に置くことができ、あるいは複数のリードフレーム構成を適合するように設計される。

図１７Ａおよび１７Ｂは、本発明のさらなる実施形態に係るクランプソケット１７００の詳細を示す。図７Ａは正面図を示し、図７Ｂはソケット１７００の上面図を示す。底面接触配置では、ソケット接触部１７０６がランプ１５００のリード１５１９、１５２０の底と接触するように示される。図１７Ａおよび１７Ｂにおいて、ヒンジアーム１７１２ａ、１７１２ｂ（まとめて１７１２）はヒンジ１７１４の周りを回転して、そしてロックアーム１７１６は、アームを所定の場所で保持して、ソケット接触部１７０６に対してリード１５１９、１５２０を固定する。指を用いることにより、ユーザーは必要に応じて容易にロック機構を外し、そしてアームを開放してランプ１５００を取り換えることができる。

本発明がいくつかの例示の実施形態の文脈について上記で述べられたが、幅広く様々なＬＥＤソケットが、本発明の教示および添付の特許請求の範囲に従って設計されることが理解されよう。例えば、このような教示を利用することにより、解放可能にＬＥＤランプとの電気的接触をして、そしてこれを保持するための様々なさらなるソケット配置では、広く様々な保持構造、位置合わせ構造、電気接触構造、および／またはガイド構造を採用することができて、そしてＬＥＤソケットおよびＬＥＤランプがそれらの接触を行い、または解放させるようにすることができる。例示の方法が示されたけれども、ランプ、ソケット、または両方の上のその他のガイド、チャンネル、へり、突起、段差、ランプもしくはソケットもしくはその両方の上の凹部および／または突出は、前述の実施形態の様々な個々の態様を利用して特定のデザインの製品またはコンテキストを適合させるように容易に設計することができる。加えて、ＬＥＤソケットは、様々なＬＥＤランプおよび／または接触形状に適合するように設計することができる。同様に、図示の戻す機構が示され、本明細書において説明されたが、弾力、ラッチ、圧縮適合、維持機構を通るねじまたは穴、および所定の位置でランプを保持するクランプを適切に用いることができることが理解されるであろう。さらに、他の適切な配置は、容易に開発することができ、図示とは異なるＬＥＤ接触部が採用されても、必須になり得ることが理解されるであろう。様々なバネ機構、クランプ機構、ロック機構等が図示されているが、他の機械的な等価物が、解放を容易にしつつ十分な接触を保持する端部に採用できることが理解されよう。

Claims

レンズと、電力接触部を有する実装基板に実装された少なくとも１つのＬＥＤチップとを有するパッケージＬＥＤランプを解放可能に実装するためのソケットであって、
前記ＬＥＤランプの前記実装基板上の電力接触部と接触するため、および前記ＬＥＤチップに電力を供給するためのソケット電力接触部と、
動作中に前記実装基板上の前記電力接触部と電気的に接触するように前記ソケット電力接触部を保持し、前記ＬＥＤランプを取り換えるのが望ましいときに前記ＬＥＤランプが手で容易に取り除かれ、かつ取り換えられるようにする機構と
を備え、
前記機構は、指の力で押下されて前記ＬＥＤランプを取り換えることができるバネ付勢されたトレーを備え、
前記バネ付勢されたトレーは、押下されないとき、バネの力を与えて、前記トレーの中のＬＥＤランプの前記実装基板上の前記電力接触部に対して前記ソケット電力接触部を付勢することを特徴とするソケット。
前記ＬＥＤランプをロックまたは解放するための解放可能なロック機構を有するヒンジアームをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のソケット。
前記実装基板上の前記電気接触部は前記実装基板の上部表面上に実装され、前記ソケット電力接触部は前記上部表面電気接触部と電気的に接触するように配置されることを特徴とする請求項１に記載のソケット。
前記実装基板上の前記電気接触部は前記実装基板の下部表面上に実装され、前記ソケット電力接触部は、前記下部表面電気接触部と電気的に接触するように配置されることを特徴とする請求項１に記載のソケット。
前記パッケージＬＥＤランプは、複数のＬＥＤチップを含み、前記ソケットは、前記複数のＬＥＤチップのための前記実装基板上の複数組の電気接触部に対応するソケット電力接触部を有することを特徴とする請求項１に記載のソケット。
前記ＬＥＤランプは、複数のＬＥＤチップを含み、前記ソケットは、前記複数のＬＥＤチップのための電気接触部に対応するソケット電力接触部を有することを特徴とする請求項１に記載のソケット。
複数のパッケージＬＥＤランプのためのソケット電力接触部をさらに備える請求項１に記載のＬＥＤ光ソケット。
前記バネ付勢されたトレーの上部表面は、前記ＬＥＤランプの基部の外寸法よりもわずかに大きな寸法を有することを特徴とする請求項１に記載のソケット。
前記パッケージＬＥＤランプは、さらに、反射環を有し、前記少なくとも１つのＬＥＤチップは上記実装基板上に表面実装されていることを特徴とする請求項１に記載のソケット。
プリント回路基板と、
前記プリント回路基板上に物理的に実装され、かつ、電気的に接続された複数のＬＥＤランプと、
を備えるＬＥＤ光モジュールであって、
前記各ＬＥＤランプは、レンズと、実装基板に実装された少なくとも１つのＬＥＤチップとを有し、
前記各ＬＥＤランプは、電気的に接触するための電力接触部を有し、
バネ付勢機構が、前記ＬＥＤランプを受け入れるためのソケットに設けられたトレーに対して前記ＬＥＤランプの電力接触部を付勢するために設けられ、
前記トレーは、前記ＬＥＤランプを取り換えることができるように指の力で押下可能であり、押下されないとき、バネの力を与えて、前記ソケットの電力接触部を前記ＬＥＤランプの電力接触部に対して付勢して、前記ＬＥＤランプへ電力を供給することを特徴とするＬＥＤ光モジュール。
取り換え可能なＬＥＤランプを有する個人携帯用ＬＥＤライトであって、
電力をオンおよびオフするための電力スイッチと、
容易に解放可能なＬＥＤランプソケットと、
実装基板に実装されたＬＥＤチップを有するＬＥＤランプと、
前記電力スイッチおよび前記ＬＥＤランプソケットが実装された筐体と
を備え、
前記容易に解放可能なＬＥＤランプソケットは、
前記ＬＥＤランプ上のランプ電力接触部と接触するため、および前記ＬＥＤチップに電力を供給するためのソケット電力接触部と、
指の力で押下されて前記ＬＥＤランプを取り換えることができ、押下されないとき、バネの力を与えて、動作中に前記ランプ電力接触部と電気的に接触するように前記ソケット電力接触部を付勢するバネ付勢トレー機構と、
を備えることを特徴とする個人携帯用ＬＥＤライト。
前記ソケット電力接触部は、点接触であることを特徴とする請求項１１に記載の個人携帯用ＬＥＤライト。
前記バネ付勢トレー機構はバネ付勢されたトレーを有し、前記バネ付勢されたトレーの上部表面は、前記ＬＥＤランプの基部の外寸法よりもわずかに大きな寸法を有することを特徴とする請求項１１に記載の個人携帯用ＬＥＤライト。